供热锅炉选型与经济性分析

循环流化床锅炉、煤粉工业锅炉因能效高、环保性能好,是燃煤工业锅炉的重要发展方向,为满足锅炉选型需要,从技术性能、运行维护、经济、环保等方面对两种炉型对比分析,并结合项目案例进行实践比选。项目案例表明:因所在地周边无集中制粉厂家,该案例煤粉工业锅炉需要炉前制粉,煤粉工业锅炉方案建设投资比循环流化床锅炉方案高626万元,蒸汽生产成本比循环流化床锅炉方案低33.6万元/a;由于煤粉工业锅炉附属制粉工艺安全隐患较多,因此,从经济性和安全性考虑,项目案例选用循环流化床锅炉方案。两种炉型没有绝对的优劣,循环流化床锅炉适应煤质范围宽,煤粉工业锅炉更适应周边环境要求高、自动化水平高的区域,要根据具体场景、条件,选择最适宜的炉型。

高机动车载注汽锅炉集成化设计及其相关技术

油田热采注汽锅炉作为稠油开采的专用注汽设备,在稠油热采生产中得到了广泛的应用。传统注汽锅炉结构型式和运输车辆相对落后的设计理念,限制了较大蒸发量注汽锅炉的应用,已经很难适应油田稠油开采的需要。开发具有能够实现快速移动和较大蒸发量的注汽锅炉,将会成为注汽锅炉机组的研究与创新方向之一。以燃油燃气车载注汽锅炉为研究对象,回顾国内油田注汽锅炉的应用现状和存在的问题,从注汽锅炉本体结构型式、运载车辆优化设计、车载化集成技术及大型运输车辆的安全性等方面出发,探讨高机动集成化车载注汽锅炉的相关技术问题。根据实例分析注汽锅炉的结构型式及其集成设计是实现车载化的基础,运输车辆与锅炉辅助系统的融合与优化是实现集成化的关键,运输车辆悬挂机构与隔振机构的稳定性是实现高机动集成化的基本保证,以上结果对车载注汽锅炉研制具有一定的指导意义。

600 MW超临界直流锅炉节能提效改造研究

为使某600 MW超临界直流锅炉能耗达到同类机组先进水平,针对其存在的煤粉燃烬性差、水冷壁高温腐蚀、空预器漏风率高和锅炉效率偏低等问题,结合锅炉实际提出节能提效改造方案,进行燃烧系统优化改造、贴壁风改造、二次风流场优化及空预器密封改造。改造后,机组各项性能指标得到明显改善,锅炉热效率提高1.12%,煤耗降低3.36 g/kWh。

2024年度《锅炉技术》征订启事

《锅炉技术》由上海锅炉厂有限公司主办,上海电气控股集团有限公司主管,连续9次被评为动力工程类中文核心期刊。《锅炉技术》双月刊,1970年创刊。主要报道锅炉行业的方针政策、综合评述、科研新成果、新产品、新工艺、新材料、新技术开发、老产品改进、国内外发展新动向等。基本栏目有“科研·设计·试验”、“燃料与燃烧”、“流化床锅炉”、“制造·质量·材料·标准”、“运行与改造”、“工程管理”等。欢迎从事锅炉科研、设计、制造、运行、安装、维修、教学、监督和经营等方面的工程技术人员、师生、管理人员等个人和单位订阅。

330 MW旋流对冲锅炉低负荷运行的低NO_(x)燃烧优化

以某热电厂一台330 MW旋流对冲燃煤锅炉为研究对象,通过数值模拟分析了锅炉在150 MW低负荷运行、不同配风比下炉内的流动、传热及NO_(x)排放情况。结果表明,当二次风配比和燃尽风率增大时,NO_(x)的生成趋势并不呈线性变化,而是存在一个最低点,可得到一个NO_(x)排放值最低的最佳配风方式。为了验证该最佳工况的优化效果及实际运行的可行性,又将数值研究中的3个典型工况进行了现场实验。实验结果表明:与原运行工况相比,采用最佳配风方式的实际炉膛出口NO_(x)浓度下降20%,锅炉效率提高0.41%。该配风优化方案经济可行,为同类型工程问题提供了优化思路。

一种卧式垃圾焚烧锅炉的内框架抗侧结构

本文针对低震设防地区卧式锅炉钢架结构展开研究。传统单框架结构柱间梁少,抗侧能力弱且柱子计算长度大,柱截面大,导致结构耗钢量高。通过增加垂直支撑、内框架以及优化水平桁架等措施对结构进行优化。在实际工程应用中,这种结构取得了良好的经济效益。

燃用高碱煤锅炉受热面结焦及其防治研究概述

以准东煤为代表的高碱煤虽储量巨大,但火电机组掺烧高碱煤过程中造成锅炉受热面结焦问题突出,不仅降低锅炉热效率,而且严重威胁机组安全、稳定、经济运行。为解决结焦技术难题,促进高碱煤掺烧利用,对燃用高碱煤锅炉受热面结焦及其防治研究进行了综述。截至目前,国内外围绕燃煤锅炉受热面结焦特征、结焦机理、影响因素、防治措施等已经开展了广泛研究并取得了丰硕的研究成果。在控制燃煤质量、改善锅炉结构、优化锅炉运行等措施基础上,在锅炉受热面制备涂层成为防治结焦的重要技术途径。在未来研究过程中,涂层在具备突出抗结焦性能的同时,须兼具优良的耐高温、抗腐蚀、耐磨损、导热性、热疲劳等综合性能,且具有良好的制备经济性、制备效率,特别是现场适用性。

烟草行业锅炉自动燃烧控制策略应用研究

锅炉是一个多输入输出、强耦合、不确定时滞的复杂控制对象,加之烟草工艺使用负荷的大波动及开关特性等特殊工况,常规的控制系统和传统的控制策略很难取得理想的控制效果,必须采用当今最新DCS控制系统,集合先进控制思想、方法和已集成的专家模块,才能实现烟草燃煤锅炉的高安全、高稳定、高效率的全自动控制。烟草工艺生产使用蒸汽负荷的大波动及瞬间开关特性从而引起锅炉汽包水位、负荷大波动以及燃烧的滞后现象,为了满足生产需求保障锅炉安全稳定运行本文主要介绍锅炉控制先进策略、锅炉燃烧自动追踪控制逻辑、锅炉燃烧安全联锁控制、DeltaV控制系统软件硬件组成。

电厂锅炉实验虚拟仿真系统建设与应用

为开展能动专业核心课程“锅炉原理”的实验教学,校企合作开发了电厂锅炉实验虚拟仿真系统。基于两相流动与辐射对流传热原理构建的仿真系统,由风烟和汽水两大模型构成,严格遵守质量、能量、动量守恒方程。变负荷虚拟实验显示,随锅炉负荷增加,热效率降低、燃料耗量增加。根据辐射传热原理,结合火焰平均温度计算发现:只有炉膛出口烟温增加,才能保证炉膛传热负荷增加,继而抬升排烟温度,导致排烟热损失变大、锅炉热效率降低。锅炉原理实验虚拟仿真,可训练学生运用锅炉本体热力计算原理分析问题的思维,是落实创新能力培养的重要举措。

烟气再循环对350 MW CFB锅炉深调运行特性影响

为解决超临界CFB锅炉超低负荷时流化安全性及NO_(x)超低排放,引入烟气再循环技术,以某电厂超临界350 MW CFB锅炉为研究对象,搭建了循环半干法脱硫后烟气的再循环辅助调峰系统,基于运行实测数据,研究该锅炉在30%~60%负荷率下烟气再循环对平均床温、分离器入口温度、排烟温度、炉膛出口烟气NO_(x)、CO质量浓度、飞灰及底渣可燃物含量、汽水参数等运行参数的影响,试验结果表明:烟气再循环协同下,30%~60%负荷SNCR脱硝后NO_(x)最终排放小于50 mg/m^(3),30%负荷实现锅炉原始NO_(x)超低排放;床温降低15~22℃,炉膛出口烟温提高10~13℃,主再热汽温在558℃以上;随锅炉负荷降低,飞灰及底渣含碳量升高,CO质量浓度未见大幅增加;40%负荷炉膛二次风SNCR脱硝NO_(x)降幅约15 mg/m^(3);负荷上升/下降变化最小速率1.23%Pe;30%负荷及以上保持干态运行,水冷壁壁温最大偏差55℃,屏过及屏再最大壁温差分别55、47℃,均未出现壁温超温。

燃煤锅炉改燃兰炭燃烧工艺及效益分析

兰炭因热值高、硫含量低的特点被广泛应用于散煤替代,燃煤锅炉改燃兰炭是实现资源合理利用、降低污染物排放和改善企业经济效益的有效途径。以河北某循环流化床锅炉改燃兰炭工程为例,燃烧系统采用掺烧灰渣的方法,解决改燃后机械未完全燃烧导致损失大和物料循环不稳定问题,确定了兰炭和灰渣的最佳掺混比为9∶1;配风系统采用控制总量并降低一次风率的方法,解决兰炭着火困难的问题,确定了最佳一次风比例为55%;换热系统采用增加锅炉尾部受热面的方法,解决因燃料热值提升较大产生的蒸汽超温和锅炉效率下降问题。改燃扩容后锅炉烟尘、SO2和NOx排放分别比原锅炉降低了73%、94%和55%,以原锅炉35 t/h的额定功率运行,每小时节约燃料成本5.51%,产吨蒸汽所需燃料成本降低6.47元。

大型燃煤锅炉中含Na/Cl/S组分的演变与受热面结渣倾向的数值模拟

提出了一种考虑煤中含Na/S/Cl组分多步释放、气相组分相互作用、气-固反应以及盐蒸气冷凝耦合灰颗粒黏附的结焦模型,以预测炉内受热面气态碱金属组分冷凝行为、受热面结焦风险以及炉膛出口Na/S/Cl组分分布特性。结果表明:炉膛出口气态含Na组分主要以NaO_(2)、NaCl、Na_(2)SO_(4)和NaOH形式存在;最上层燃烧器至分离燃尽风(SOFA)喷口区域、最下层燃烧器至冷灰斗转角区域的水冷壁结焦风险高;炉膛出口区域后屏过热器底部颗粒黏附位置相对集中,炉内辐射式过热器结焦速率远高于气态钠盐冷凝速率,对流受热面颗粒沉积速率约是钠盐蒸气冷凝速率的3~4倍。

W火焰锅炉SCR脱硝超低排放技术及应用

截至2021年底,全国已有超过95%的燃煤火电机组实现了氮氧化物超低排放,剩余均为燃用无烟煤的W火焰锅炉,其产生的氮氧化物质量浓度高达750~1200 mg/m^(3),实现超低排放难度大,是我国实现超低排放政策的“最后一公里”。目前,选择性催化还原(SCR)脱硝流场技术主要有“SCR分区混合动态调平技术”“全烟道断面混合流场技术”“常规精准喷氨技术”等。以某设计脱硝效率需高达95%的W火焰锅炉为例,通过计算流体力学(CFD)模拟的方式对比3种技术的性能指标,“SCR分区混合动态调平技术”的各项指标明显优于其他技术。工程改造后,在脱硝系统入口氮氧化物质量浓度为1000 mg/m^(3),出口低于50 mg/m^(3)时,可实时保持氨逃逸量小于3μL/L,远超常规SCR脱硝系统最高设计效率(93%),为W火焰锅炉氮氧化物超低排放提供了新的技术路线。

锅炉燃烧系统变分模态分解建模方法研究

建立准确的燃烧系统模型是实现锅炉燃烧优化的基础。针对现有建模方法多步预测精度不足的问题,提出一种锅炉燃烧系统变分模态分解(VMD)建模方法。该方法将传统单个模型的预测方式转换为基于数据分解的混合模型预测方式。首先,采用VMD将输出信号分解为多个规律变化的平稳序列,以降低数据的复杂度。然后,针对每个模态信号,利用在线最小二乘支持向量机算法和时间序列预测算法分别建立预测模型。最后,通过合成得到最终的预测结果。仿真结果表明,该方法有效提升了燃烧模型的单步和多步预测精度,可以为实现锅炉闭环燃烧优化控制奠定良好基础。该方法有助于解决常规燃烧系统建模方法中只关注单步预测误差而忽视多步预测误差的问题。

转炉锅炉管内部漏水外部处理技术研究与实施

本文阐述了转炉锅炉水管内部漏水外部处理的方案及实施过程。方案切实可行,已应用到实际检修作业中,缩短了检修时间,效果良好,延长了锅炉备件使用寿命,提高了转炉蒸汽回收量。

某660 MW超临界锅炉深度调峰过程中分隔屏超温计算分析及改造方案研究

针对660 MW超临界褐煤锅炉分隔屏实炉数据分析发现,在175 MW负荷下,分隔屏的超温报警主要发生在屏3、屏4靠近炉内的管子。为解决分隔屏超温报警问题,采用流动网络系统法,结合质量、能量和动量守恒方程建立了分隔屏水动力计算数学模型,提出添加节流圈以及升级管子材料两种改造方案。对分隔屏进行回路及管段划分,采用175 MW负荷实炉测量数据反推计算得到炉内实际热偏差,对低、中、高负荷下添加节流圈与升级材料为Super304H的分隔屏出口汽温进行计算。计算结果表明:添加节流圈后分隔屏出口汽温偏差变小,且屏3、屏4出口汽温降低至材料TP347H报警温度以下;升级材料为Super304H后分隔屏出口汽温均小于材料的报警温度,分隔屏可安全运行。对添加节流圈以及将材料升级为Super304H两种方案进行壁温计算及强度校核,结果显示两种改造方案在各个负荷下,壁温以及强度均是安全的。为给锅炉运行留出更大的安全裕度,建议在分隔屏最后一片屏上添加节流圈的同时将材料由TP347H升级为Super304H。

稠油污水回用热采锅炉二氧化硅指标与结垢过程分析

为了研究稠油污水回用热采锅炉过程中二氧化硅指标与结垢过程之间的关系,认清结垢物的微观形貌与化学组成特征,通过室内模拟蒸汽发生器开展了水质中不同二氧化硅质量浓度的结垢实验,并结合现场热注锅炉试验确定回用污水二氧化硅的优化指标,提出二氧化硅质量浓度由原来的50 mg/L放宽到75 mg/L是可行的。对生成的结垢物采用扫描电镜、能谱、X衍射、电子探针等分析技术开展了结垢物微观形貌与化学组成的分析。结果表明,结垢物随水的向前流动其厚度逐渐变厚,越靠近蒸汽出口处结垢越严重,结垢物矿物成分相似,结垢物微观形貌上呈不规则的团状和网状分布,伴有不同孔径大小的孔隙空间,孔隙中发育有少量的针状和柱状晶体。

超超临界循环流化床锅炉技术研发进展

随着技术进步和对节能减排需求的提升,更先进的超超临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉技术成为行业发展趋势。该文探讨了超超临界CFB锅炉技术的设计理念,包括流态化燃烧、水动力系统、污染物控制及系统集成等关键技术。分析大尺寸炉膛内流态化燃烧的均匀性和燃尽性问题,探讨了不同炉型燃烧系统设计;研究超超临界压力下低质量流速垂直管圈水动力系统的设计方案;提出在大截面和高炉膛条件下污染物控制的设计思路;通过对锅炉燃烧技术、热力系统及辅助系统的耦合特性分析,指出燃烧侧与蒸汽侧系统设计的优化方向。基于对关键技术的深入研究和超临界CFB锅炉的实践经验,形成了多种超超临界CFB技术方案,多个采用不同技术方案的项目已进入到工程应用阶段,其中可靠、灵活、清洁和高效是设计中的关键考量。期望这些多样化的超超临界CFB技术路线能够在未来发展中展现出灵活性和低碳优势。

宽负荷下切圆燃煤锅炉H_(2)S分布特性的数值模拟

锅炉采用空气分级燃烧降低NO_(x)排放的同时也提高了主燃区H_(2)S体积分数。炉墙壁面过高的H_(2)S体积分数是加剧水冷壁高温腐蚀的重要因素。为保障新能源并网发电,大型燃煤机组灵活调峰的需求增加,不同负荷下的水冷壁近壁面H_(2)S分布特性值得关注。通过正交试验分析了切圆燃煤锅炉运行参数对水冷壁近壁面H_(2)S体积分数分布的影响。选取一台超临界600 MW切圆燃煤锅炉建立数值模型,设计L_(16)(4^(5))正交工况,覆盖100%BMCR、75%THA,50%THA以及35%BMCR四种负荷。建立了自定义SO_(x)生成模型以确定燃料硫的析出和转化路径,模型包含多表面反应子模型以描述焦炭与O_(2)/CO_(2)/H_(2)O等3种气体的异相反应,并确定焦炭气化反应消耗量占总消耗量的比例,进而对炉膛H_(2)S空间分布进行了模拟计算。研究表明,近壁面高体积分数H_(2)S区域主要位于投运燃烧器层中最下层燃烧器以下以及最上层燃烧器以上至SOFA层之间,烟气切圆沿炉膛高度增加逐渐增大是造成后一区域H_(2)S体积分数较高的重要原因。35%BMCR负荷下水冷壁重点区域的H_(2)S平均体积分数为364μL/L,明显低于其他负荷。锅炉运行参数对重点区域H_(2)S体积分数影响程度的排序为:锅炉负荷>一次风率>主燃区空气过量系数>假想切圆直径>燃烧器竖直摆角。

水蒸气载热式锅炉烟气余热回收系统的节能量测量方法

烟气余热回收可有效降低锅炉的排烟热损失,减少燃料耗量和温室气体排放。近年来,作为一种高效的全热热回收方式,水蒸气载热式锅炉烟气余热回收系统已在实际工程中得到一定的应用,但由于其流程及能量转化关系较为复杂,人们对该系统节能量如何判定存在争议。本文在分析烟气余热回收系统及其各环节的能量平衡与转化关系基础上,提出了采用温度传感器、热计量表等常规仪表间接测量整个余热回收系统及其锅炉助燃风预热节能量的方法,并以山东临邑恒利热电厂为例给出了采用水蒸气载热式锅炉烟气余热回收前、后的测量结果。数据分析表明,对于蒸发量为176.90 t/h的锅炉,整个烟气余热回收系统的总节能量为10.86 MW,占锅炉产热量的8.46%,其中通过锅炉的进风预热加湿使锅炉加热助燃风节能1.73 MW,占余热总回收量的16%。该测量方法为水蒸气载热式锅炉烟气余热回收系统规模化应用提供了节能量在线实时监测的技术支撑。